Kjemiske Severability Begreper og Eksempler

Vi kan definere delbarhet i kjemi som en egenskap av materie som gjør at den kan skilles i mindre deler (Miller, 1867). 

For å forstå konseptet kan vi gi et eksempel. Hvis vi tar et brød og kutter det halvt igjen og igjen, vil vi noen gang komme til en grunnleggende blokk av materie som ikke kan deles lenger? Dette spørsmålet har vært til stede i vitenskapenes forskere og filosofer i tusenvis av år.

Opprinnelse og konsept av kjemisk delbarhet

I lang tid ble det diskutert om materie bestod av partikler (det vi nå vet som atomer), men den generelle ideen var at saken var et kontinuum som kunne deles.

Dette generaliserte konseptet gjorde briljante forskere som James Clerk Maxwell (fra Maxwells ligninger) og Ludwing Boltzman (fra Boltzmans fordeling) et offer for latterliggjøring, som drog den første til galskap og sistnevnte til selvmord..

I det femte århundre f.Kr. brukte den greske filosofen Leucippus og hans disippel Democritus ordet atomer til å utpeke det minste individuelle materialet og foreslo at verden består av ikke mer enn atomer i bevegelse.

Denne tidlige atomteorien skiller seg fra senere versjoner, siden den inneholdt ideen om en menneskelig sjel som består av en mer raffinert atomart fordelt over hele kroppen.

Atomteorien falt i nedgang i middelalderen, men gjenopplivet i begynnelsen av den vitenskapelige revolusjonen i det syttende århundre.

Isaac Newton trodde for eksempel at saken besto av "solide, massive, harde, ugjennomtrengelige og mobile partikler".

Delbarheten kan gis ved forskjellige metoder, den vanligste er delbarheten ved fysiske metoder, for eksempel å kutte et eple med en kniv.

Delbarheten kan imidlertid også gis ved kjemiske metoder hvor saken vil bli separert i molekyler eller atomer.

10 eksempler på kjemisk delbarhet

1- Oppløs salt i vann

Når et salt er oppløst, for eksempel natriumklorid i vann, oppstår et oppløsningsfenomen hvor de ioniske bindingene i saltet brytes opp:

NaCl → Na⁺ + cl^-

Ved å oppløse bare ett saltkorn i vann, vil det skille seg inn i milliarder natrium- og kloridioner i oppløsning.

2- Oksidasjon av metaller i surt medium

Alle metaller, for eksempel magnesium eller sink, reagerer med syrer, for eksempel fortynnet saltsyre for å gi hydrogenbobler og en fargeløs oppløsning av metallkloridet.

Mg + HCI → Mg²⁺ +cl^- + H₂

Syren oksiderer metallet ved å separere metallbindingene for å oppnå ioner i oppløsning (BBC, 2014).

3- Hydrolys av estere

Hydrolyse er brudd på en kjemisk binding ved hjelp av vann. Et eksempel på hydrolyse er hydrolysen av estere hvor disse er delt inn i to molekyler, en alkohol og en karboksylsyre (Clark, 2016).

4- Elimineringsreaksjoner

En elimineringsreaksjon gjør akkurat hva det står: det fjerner atomer av et molekyl. Dette er gjort for å skape et karbon-karbon dobbeltbinding. Dette kan gjøres ved bruk av en base eller en syre (Foist, S.F.).

Det kan forekomme i et enkelt samordnet trinn (protonabstraksjonen i Ca forekommer samtidig med spaltningen av Cβ-X-bindingen) eller i to trinn (spaltning av Cβ-X-bindingen skjer først for å danne et mellomliggende karbonoksid), som deretter "slås av" ved abstraksjon av protonen i alfa-karbon) (Soderberg, 2016).

5- Enzymatisk reaksjon av aldolase

I preparatfasen av glykolyse er et glukosemolekyl delt inn i to molekyler glyceraldehyd-3-fosfat (G3P) ved bruk av 2 ATP.

Enzymet som er ansvarlig for dette snitt er aldolase, som gjennom en omvendt kondensasjon halverer molekylet av fruktose 1,6-bisfosfat i et molekyl og et molekyl av g3p dihydroksyacetonfosfat som deretter isomeriseres for å danne et annet molekyl g3p.

6- Nedbrytning av biomolekyler

Ikke bare glykolyse, men all nedbrytning av biomolekyler i katabolismereaksjoner er eksempler på kjemisk delbarhet.

Dette skyldes at de starter fra store molekyler som karbohydrater, fettsyrer og proteiner for å produsere mindre molekyler som acetyl CoA som kommer inn i Krebs syklusen for å produsere energi i form av ATP.

7- Forbrenningsreaksjoner

Dette er et annet eksempel på kjemisk delbarhet siden komplekse molekyler som propan eller butan reagerer med oksygen for å produsere CO₂ og vann:

C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O

Nedbrytningen av biomolekyler kan sies å være en forbrenningsreaksjon siden sluttproduktene er CO₂ og vann, men disse er gitt i mange trinn med forskjellige mellommenn.

8- Blood-sentrifugering

Separasjonen av de forskjellige komponentene i blodet er et eksempel på delbarhet. Til tross for å være en fysisk prosess, finner jeg eksemplet interessant fordi, ved sentrifugering, skilles komponentene av tetthetsforskjell.

De tettere komponentene, serumet med de røde blodcellene, forblir på bunnen av sentrifugerøret mens de mindre tette, plasmaet, forblir på toppen.

9-bikarbonatbuffer

Natriumbikarbonat, HCO₃^- Det er den viktigste måten å transportere CO₂ i kroppsproduktet av metabolske nedbrytningsreaksjoner.

Denne forbindelsen reagerer med et proton av mediet for å produsere karbonsyre som deretter deles inn i CO2 og vann:

HCO₃^- + H⁺ D H₂CO₃ D CO₂ + H₂O

Siden reaksjonene er reversible, er dette en måte at organismen gjennom respirasjon har til å kontrollere fysiologisk pH for å unngå alkalose eller acidose-prosesser.

10-Division av atom eller kjernefission

I tilfelle at en massiv kjerne (som uran-235) bryter ned (fisjon), vil det resultere i en netto energivirkning.

Dette skyldes at summen av massene av fragmentene vil være mindre enn massen av urankjernen (Nuclear Fission, S.F.).

I det tilfelle at massen av fragmenter som er lik eller større enn jernet i toppen av kurven av bindingsenergien, blir kjerne-partikler som mer nært knyttet i urankjernen og minskningen i masse skjer i energiformen i henhold til Einstein-ligningen.

For elementer som er lettere enn jern, vil fusjon produsere energi. Dette konseptet førte til etableringen av atombomben og atomkraft (AJ Software & Multimedia, 2015).

referanser

1. AJ Programvare og multimedia. (2015). Nuclear Fission: Grunnleggende. Gjenopprettet fra atomicarchive.com.
2. (2014). Reaksjoner av syrer. Hentet fra bbc.co.uk.
3. Clark, J. (2016, januar). HYDROLYSERENDE ESTERS. Hentet fra chemguide.co.uk.
4. Foist, L. (S.F.). Elimineringsreaksjoner i organisk kjemi. Hentet fra study.com.
5. Miller, W. A. ​​(1867). Elementer av kjemi: Teoretisk og praktisk, Del 1. New York: John Wiley og sønn.
6. Nuclear Fission. (S.F.). Gjenopprettet fra hyperfysikk.
7. Pratt, D. (1997, november). Maskinens uendelige delbarhet. Gjenopprettet fra davidpratt.info.
8. Soderberg, T. (2016, 31. mai). Eliminering av E1 og E2 mekanismene. Hentet fra kjem.libretext.